基于ADAMS柔性体的分析及在太阳阵展开中的应用
基于ADAMS对柔性太阳能帆板的振动分析
lun he y u i a / irto o ul w eo ti d t ep i r irto e ue y a a c d b sngAd ms vb ai n m d e. b ane h rmay vb ain f q nc nd mod lo i ai n wh c n ue e irto r a fvbrto ih if nc d vb ai n. l
究 问 题 。 为 此 基 于 AD MS中 的 振 动 模 块 对 柔 性 太 阳 能 A 帆板进 行分 析 。 A A / irt n 振 动 分 析 模 块 是 AD MS 针 对 D MSV bai o A A AMSV e D , iw、AD MSC r A AMSS le 等 模 块 添 加 A /a、 D /o r v
第 2 3卷 第 5期
201 年 9月 0
机 电产 品 开 崖 与 崭
De eo m n & In v t n o a hn r v lp e t n o ai f o M c i ey& E e t c l rd cs lcl a o u t i P
Vo.3, 5 1 2 No. Sep, 1 . 20 0
Absr c ta t: Thr g t etbih e aele m o e , I a e crid n t e ir t n nayi o fe i e oa nes ou h he sa l m ntofstlt s i d l t h sbe n are o h vb ai a ls t xbl slrpa l o s l wh c i ih s
关 键 词 :太 阳 能 帆 板 ;A a /irt n dmsvbao ;振 动 分 析 ; 频 率 响 应 曲线 ;模 态 坐标 i
ADAMS-柔性体运动仿真分析及运用
ADAMS-柔性体运动仿真分析及运用ADAMS 柔性体运动仿真分析及运用焦广发,周兰英(北京理工大学机械与车辆工程学院100081)摘要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中生成柔性体的几种方法,并构建机械系统仿真模型.通过一个实例验证了ADAMS 柔性体运动仿真分析的实效.关键词:ADAMS 柔性体运动仿真继电器Application of ADAMS flexible body kinetic simulationJiao guangfa Zhou lanying (Beijing institute of technology ,school of mechanical and vehicular engineering , Beijing 100081 )Abstract Introduced the basic theory of ADAMS flexible body and some methods of adding flexible bodies to a model to study the dynamic characteristics of the mechanicalsystem1,constructed mechanical system simulation model1 Tested the validity of the ADAMS flexible kinematical simulation through an example1.Key words :ADAMS Flexible body Kinetic simulation relayADAMS全称是机械系统自动动力学分析软件,它是目前世界范围内最广泛使用的多体1系统仿真分析软件,其建基金项目:北京市重点学科建设(XK100070424);北京理工大学基金(0303E10)模仿真的精度和可靠性在现在所有的动作者简介:焦广发(1982—),男,河北人,硕士,主要研究方向为动力学仿真,有限元分析和表面涂层技术.力学分析软件中也名列前茅.机械系统动力学仿真分析是机械设计的重要内容,过去分析时建立的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发生弹性变形.而实际上,在较大载荷或加、减速的情况下,机构受力后会有较大的变形和位移变化,产生振动.ADAMS的分析对象主要是多刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟出机构动作时的动态行为,同时还可以分析构件的振动情况[1].一、ADAMS柔性体理论及生成柔性体的几种方法ADAMS柔性模块是采用模态来表示物体弹性的,它基于物体的弹性变形是相对于连接物体坐标系的弹性小变形,同时物体坐标系又是经历大的非线性整体移动和转动这个假设建立的.其基本思想是赋予柔性体一个模态集,采用模态展开法,用模态向量和模态坐标的线性组合来表示弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMS柔性模块中的柔性体是用离散化的若干个单元的有限个结点自由度来表示物体的无限多个自由度的.这些单元结点的弹性变形可近似地用少量模态的线性组合来表示.ADAMS提供了四种生成柔性体的方法,对于外形简单的构件,可以采用直接生成柔性件的方法,即拉伸模式;对于外形复杂的构件,可以采用先建刚性件, 再进行网格划分的模式, 即构件网格模式(Solid).1) 拉伸法生成柔性体:首先要确定拉伸中心线,再定义截面半径、单元尺寸、材料属性等,最后定义好柔性体跟其它构件的连接点即外连点,就可以生成柔性体.模型生成柔性件的同时生成模态中性文件,该模态中性文件中包含了柔性件的质量、质心、转动惯量、频率、振型以及对载荷的参数因子等信息.将模型中原有的刚体件上的运动副修改在柔性件上,使柔性件与模型上的其它构件连接起来,同时删除无效的刚性件.这样可以使模型保持原有的自由度,从而实现柔性构件的运动仿真运算.2)几何外形法生成柔性体:这种方法是将几何体的外形所占用的空间进行有限元离散化,几何体既可以是在ADAMS/View中创建的,也可以是从其他CAD软件中导入的模型.这种方法首先要定义柔性件的附着点,即柔性件与其它构件的连接点.定义好附着点后,需要在附着点的附近的网格结点上选取适当数量结点作为力的作用点,作用点的数量和位置根据模型精度的需要来选取.最后,将选取的结点转换成ADAMS 的标识ID后,就可以生成模态中性文件.用这种方法与拉伸法相比,拉伸法创建的柔性体是六面体单元,而几何外形法生成的柔性体是四面体单元.一般来说六面体单元要比四面体单元要好些.3)导入有限元模型的网格文件创建柔性体:在ADAMS/AutoFlex的Flexbody中选择Import mesh项,然后输入网格文件名,最后定义网格的材料属性,壳单元的厚度和计算的模态数,就可以导入柔性体,但是应用范围很小,只能输入Natran的bdf网格文件和I-DEAS的universal网格文件[2].4)利用ANSYS的宏命令生成ADAMS柔性体:A NSYS是一个多重物理有限元分析软件,适用于各种复杂的、跨领域的分析设计.ANSYS与ADAMS之间的双向数据接口可以方便地处理柔性体部件对机械系统运动的影响,并得到基于精确动力学分析结果的应力应变分析结果,从而提高分析水平.通过ADAMS软件与ANSYS软件之间的接口,可以很方便的考虑柔性体部件对机械系统运动的影响,并得到基于精确动力学仿真结果的应力应变分析结果,提高分析精度.ANSYS程序在生成柔性体部件的有限元模型之后,利用ADAMS宏命令可以很方便地输ADAMS软件所需要的模态中性文件Jobname.mnf此文件包含了ADAMS中柔性体的所有信息.在ADAMS软件中直接读入此文件即可看到柔性体部件的模型,指定好柔性体与其它部件的连结方式, 并给系统施加必要的外载后即可进行系统的动力学仿真[3].二、实例分析本文主要应用ADAMS提供的几何外形法生成柔性体.1.应用solidworks软件建立继电器三维实体模型,模型由衔铁、顶支架、底支架、触头、动簧片、动断静簧片、动何静簧片等组成,在建立模型过程中,对模型作了简化,省略了线圈、磁铁等部件,结构如图:1.顶支架2.动簧片3.动断静簧片4.触头5.动簧片6.动合静簧片7.衔铁8.挡圈9.底支架图1 三维软件模型2.建立模型后,生成Parasolid格式,保存于ADAMS的工作目录下.3.导入ADAMS中,并定义各部件的材料属性,同时ADAMS自动计算出转动惯量和质量.对各个部件进行约束.在这里对结构进行了简化,忽略了电学的干扰,只考虑机械结构之间的相互关系.首先用固定副把顶支架和底支架与大地固定在一起,然后固定动簧片,动断静簧片,动合静簧片,还要把触头与衔铁固定在一起,最后在衔铁与底支架之间施加旋转副,由于触头与动簧片接触,动合静簧片,动断静簧片之间也产生接触力,因此在这些部件之间也要定义接触.因为这次主要是为了验证柔性体的仿真,忽略了电磁学问题,同时也可忽略掉顶支架和底支架,因此把顶支架和底支架设置为哑物体,并对部分构件设为透明如图2所示.经简化后,在旋转副上加正弦驱动力来模拟电磁铁产生的吸附力,驱动力为9.5d *sin(1200* time),再进行仿真.设置仿真时间为0.015s,步长为0.000025s,由于动簧片为刚性体,当触头与动簧片接触时就会发生错误,当时间步长足够小时,也会发生穿透现象.1.衔铁2.动簧片3.动合静簧片4.动断静簧片5.触头6.衔铁7.底支架图2 简化后的模型4.把关键部件改变为柔性体。
ADAMS柔性体运动仿真分析及运用
ADAMS柔性体运动仿真分析及运用摘要:ADAMS(Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一种用于机械系统运动仿真分析的软件工具,它可以模拟复杂的运动和多体动力学行为。
本文介绍了ADAMS软件及其在柔性体运动仿真分析中的应用,包括柔性体建模、刚-柔耦合系统模拟、柔性体动力学分析和柔性体控制策略等方面。
1.引言ADAMS是一种用于机械系统运动仿真分析的软件工具,由美国MSC Software公司开发。
它可以模拟复杂的运动和多体动力学行为,广泛应用于机械系统设计、优化和性能评估等领域。
柔性体是一种具有形变和弯曲等特性的物质,出现在很多工程和机械系统中。
ADAMS软件能够对柔性体运动进行仿真分析,帮助工程师更好地理解和预测柔性体系统的运动行为。
2.ADAMS柔性体建模在ADAMS中,柔性体可以通过素材法(Material Subsystem)进行建模。
素材法是一种基于连续介质力学的方法,将物体划分为多个微小单元,并根据其材料性质和力学行为进行建模。
通过调整单元的尺寸和连接方式,可以模拟各种不同的柔性体结构和形变行为。
3.刚-柔耦合系统模拟在实际工程中,往往存在着刚体和柔性体相互作用的情况,这就需要进行刚-柔耦合的系统模拟。
ADAMS可以通过使用接触、连接和约束等功能来实现刚-柔耦合系统的建模。
例如,在汽车悬挂系统中,车轮和车身之间存在接触和连接关系,同时车身又是一个柔性体,这就需要通过ADAMS进行刚-柔耦合系统模拟。
4.柔性体动力学分析ADAMS可以对柔性体系统进行动力学分析,包括振动分析、形变分析和动态响应分析等。
通过设置初始条件和加载条件,可以对柔性体系统的运动行为进行模拟和分析。
例如,在机械臂系统中,可以通过ADAMS对机械臂的振动和形变进行分析,进而优化机械臂的结构设计和控制策略。
5.柔性体控制策略在柔性体系统中,控制策略对于保持系统的稳定性和精确性起着重要作用。
基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统
基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统一、本文概述随着科技的快速发展,机器人在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。
其中,柔性机器人以其独特的柔性和适应性,在众多应用场景中表现出显著的优势。
然而,柔性机器人的动力学特性复杂,传统的建模与仿真方法往往难以准确描述其运动行为。
因此,开发一套基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统,对于提高柔性机器人的设计效率、优化运动性能、预测运动行为具有重要意义。
本文旨在介绍一种基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统的设计与实现方法。
文章将对柔性机器人的动力学特性进行分析,明确仿真系统的需求和目标。
详细介绍仿真系统的总体架构和各个模块的功能,包括柔性机器人的建模、动力学方程的建立、仿真求解以及结果后处理等。
在此基础上,文章将重点探讨ADAMS和ANSYS在仿真系统中的应用,以及它们之间的数据交互和协同工作机制。
通过实际案例验证仿真系统的有效性,并对未来研究方向进行展望。
通过本文的阐述,读者可以深入了解柔性机器人动力学仿真系统的基本原理和实现方法,为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴。
本文的研究成果也将为柔性机器人的设计、优化和控制提供有力的技术支持。
二、柔性机器人动力学建模柔性机器人的动力学建模是理解其运动行为并进行精确控制的关键。
建模过程中,需要同时考虑机器人的刚性部分和柔性部分的动力学特性。
在这个过程中,我们采用了ADAMS和ANSYS这两个强大的工程仿真软件。
我们利用ADAMS进行多体系统动力学建模。
ADAMS以其强大的刚体动力学仿真能力,可以精确模拟机器人的刚性部分运动。
我们根据机器人的实际结构,在ADAMS中建立了详细的多体系统模型,包括连杆、关节、驱动器等各个部分。
然后,通过定义各个部件之间的约束关系,如转动副、移动副等,以及设定驱动器的运动规律,我们能够在ADAMS中模拟出机器人的各种运动状态。
然而,对于柔性机器人来说,仅仅考虑刚性部分的动力学是不够的。
基于Adams的太阳帆展开绳索的建模与仿真
基于Adams的太阳帆展开绳索的建模与仿真作者:周晓俊霍倩周春燕来源:《计算机辅助工程》2013年第03期摘要:在太阳帆旋转展开过程中,依靠端部系有质量球的对角线绳索的离心力展开方形帆面,绳索与中心毂轮法向方向会产生夹角.利用Adams建模仿真技术成功建立太阳帆展开绳索模型,并对太阳帆绳索展开进行仿真分析,得出绳索与中心毂轮法向的夹角与毂轮相对转速的关系,为太阳帆的结构设计与模拟试验提供参考.关键词:太阳帆展开;绳索;夹角; Adams中图分类号:U441.5; U444.18; TB115文献标志码:B0引言太阳帆是一种利用太阳光光压作为动力进行宇宙航行的航天器.[1]近年来,人们对这种大型可展开结构的关注与研究日益增强,我国航天科技界也日益关注对行星探测颇具前景的太阳帆飞行器[2].在太阳帆航天器的结构设计中,最关键性的问题就是在太空中如何展开太阳帆的帆面以及在展开过程中会出现的问题.[3]本文设计一种太阳帆可展开机构研究模拟太阳帆的展开过程,其主要由中心毂轮、挡柱装置、上下圆盘、伺服电机以及太阳帆模型等组成.太阳帆模型为一个方形帆面,依靠对角线的4条绳索以及端部质量球的离心力展开,其刚度小,故整体可简化成4条绳索,进行柔性体建模.在Adams中,对于绳索类物体,因其只承受拉力,不受压和弯曲变形,故无法直接建模[4],但可以通过现有的模块和约束进行近似模拟.在在Adams中,利用轴套力的方法对绳索类物体建模[5-7]:将绳索模型微元成一段段的小圆柱体,2个小圆柱体之间通过轴套力连接,由于离散的小圆柱体相对于整个绳索的长度很小,用轴套力法所建的模型可以真实反映绳索的拉伸弯曲等力学性能.本文正是采用这种建模方法,较真实地反映太阳帆展开过程中绳索的力学性能与振动特性,得到绳索与中心毂轮法向的夹角同毂轮相对转速的关系.1太阳帆模型简化太阳帆展开机构简化模型见图1,其中,上下圆盘以ω0=200 r/min匀速转动;中间圆为中心毂轮,半径R=75 mm,相对上下圆盘的转速为ω;三角形B为挡柱;AB为绳索;小圆A为质量球,质量为m;绳索与中心毂轮法向的夹角为θ.由仿真分析可知,当ω为某一固定值时,夹角θ在0~1 s内迅速增大,并围绕在某一值上下波动,开始频率较高,后来频率逐渐降低;当ω增大,夹角θ的最大值、最小值以及平均值变化不大,但夹角θ的波动频率变小.在太阳帆自旋展开过程中,第一阶段绳索受挡柱限制,相对于中心法线的偏角较小;当绳索完全展开后,绳索随中心毂轮一起匀度运动,此时偏角θ增大,并在某一固定值上下波动.6结束语在太阳帆自旋展开过程中,依靠帆面端部系有质量球的离心力作用,在第一阶段展开4条折叠的对角辐条,其可简化为4根绳索模型.利用轴套力建模的方法,对4根绳索进行柔性体建模,这种建模方法有效反映太阳帆自旋展开过程中绳索的力学性能和振动特性.在第一阶段展开时,以不同的展开速度进行展开.通过Adams仿真分析,得到绳索与中心毂轮法向的夹角同展开速度的关系,并与理论计算、地面试验进行对比补充,为后续太阳帆在轨展开奠定基础.参考文献:[1]刘宇艳,李学涛,杜星文. 可展开太阳帆技术概述[J]. 中国航天, 2006(5): 40-43.LIU Yuyan, LI Xuetao, DU Xingwen. Overview of solar sail development[J]. Aerospace China, 2006(5): 40-43.。
基于ADAMS的柔性基础振动系统隔振性能分析
在 ADAM S进行动力学分析后 ,可生成有限元软件
使用的载荷文件 (即. lod文件 ) ,利用此文件可向有限
元软件输出动力学仿真后的载荷谱和位移谱信息 。有
限元可直接调用此文件生成有限元分析中力的边界条
件 ,以进行应力 、应变以及疲劳寿命的评估分析和研
究 ,这样可得到基于精确动力学仿真结果的应力应变
分析结果 ,提高计算精度 。可见 , ADAM S软件与有限
元软件结合 ,能很好地研究刚柔耦合动力系统的静态
与动态特性 。本文选用的有限元软件为 ANSYS。
2 柔性基础隔振系统频域分析
ADAM S软 件带 有振 动分 析模块 ADAM S \ V ibra2 tion,利 用该 模块 , 能 对 ADAM S 模型 进行频 域分 析 。 ADAM S \V ibration对于非线性因素的处理是在系统工 作点附近对其进行线性化 ,因此严格来说 , ADAM S \V i2 bration模块并不适合研究非线性系统 。本节所作的频 域分析均是将非线性隔振系统在其平衡点处进行线性 化后进行的 。
图 3所示为柔性基础上隔振系统的振级落差曲 线 ,图中虚线为被隔振设备上各测点加速度信号的平 均功率谱密度 ,点划线为柔性基础上各测点加速度信 号的平均功率谱密度 ,实线为两者之差 ,即振级落差曲 线 。从图上可以看出 , 5. 74 Hz与 10. 54 Hz为系统在 竖直方向存在的两阶刚体运动固有频率 。根据基于刚
为振级落差方法 。本文采用加速度振级落差作为评价
隔振系统性能的指标 ,并讨论系统参数对隔振性能的影 响。本章若无特别说明 ,加速度级均以 1 mm / s2为参考 值 ,位移的功率谱均以 1 mm为参考值来得到分贝值 。
对于如图 1 所示的柔性基础隔振系统 ,利用 AD2 AM S \V ibration模块在被隔振设备 1质心处设置激振器 1,从 1 Hz至 1 000 Hz作正弦扫描 ,力幅值为 2 000 N; 在被隔振设备 2质心处设置激振器 2,同样从 1 Hz至 1 000 Hz作正弦扫描 ,力幅值为 3 000 N;在柔性基础上 各个隔振器附近均匀设置 9个输出通道以测量基座的 加速度 。在被隔振设备 1与 2上各设置 5个输出通道 测量被隔振设备振动加速度级 。
基于Adams刚柔耦合仿真分析及应用
基于 Adams刚柔耦合仿真分析及应用【摘要】:剪式稳定架系统常用于汽车车身输送线,可实现车身的升降与运输。
其上框架布置2台电机,通过皮带带动下框架和吊具,实现升降。
在实际运行过程中,由于存在升降皮带安装轮安装相位偏差、皮带缠绕驱动轮运行过程旋转半径波动、皮带不等长等因素,造成下框架倾斜。
在升降过程中,由于运动不平衡,4根剪式稳定架可能产生较大的作用力,存在安全隐患。
因为采用多刚体系统计算会产生卡死现象,所以对剪式稳定架进行柔性化处理,从而得到刚柔耦合的多体系统,然后进行动力学仿真分析,预测剪式稳定架的受力情况,为产品设计和优化提供参考。
【关键词】:剪式稳定架;Adams;刚柔耦合;仿真分析引言1996年,ADAMS推出ADAMS Flex模块,实现了同时包含刚体和柔体的机构动力学分析。
ADAMS中的柔性体分为离散式和模态式2种:离散式柔性体是把一个刚体构件离散为几个小刚性构件,小刚体构件之间通过柔性梁连接,离散式柔性体的变形是柔性梁的变形,并不是小刚体构件的变形,这种柔性体可以模拟物体的非线性变形,但只适用于简单结构;模态式柔性体是由ADAMS Flex模块或外部有限元软件生成,能根据构件的实际结构进行复杂建模,这种柔性体采用的是模态叠加法来模拟物体变形,故仅适用于线性结构的受力分析。
1刚柔耦合基本理论在外部载荷作用下,物体一定会发生弹性变形,所以,多体系统都可以等效认为是一个多柔性系统。
在这种情况下,如果所研究的部件刚度大并且不考虑部件的应力-应变响应,则可以将该部件视为刚体。
但是当所研究部件的弹性变形对系统的影响较大,或者在外部载荷作用下部件的变形较为明显时,则必须考虑部件的弹性系数。
此时,就需要把所研究部件进行柔性化处理,以使多体系统更接近实际情况。
本文进行刚柔耦合仿真时采用了RecurDyn中提供的有限元柔性体建模。
有限元柔性体实现了有限元技术与多体动力学的有机结合,克服了模态柔性体对接触问题建模不准确,柔性体变形后模态需要及时更新的缺点,采用节点之间的相对位移和旋转作为节点坐标来描述结构的变形,具有较高的计算精度。
基于ADAMS的翻板机驱动轴的柔性体和钢性体的仿真分析
入 的翻板 机 的刚性 驱 动 轴 转 化 为 柔 性 驱 动 轴 , 时 此 的翻板 机模 型 就属 于刚 柔 混 合 模 型 ; 后 再 对 刚柔 然
目前 , 大部 分 翻板 机都 由生 产厂 家 自行设 计 , 设 计 水 平参 差不 平 , 计 方法 也不 够专 业 , 设 只是 为 了达 到各 自厂 家 的生 产 目的 , 难 形 成 统 一 的标 准 。经 很 过 查 阅大量 资 料发 现 , 目前 国 内较 为 系 统 的 介 绍 翻 板 机 的资 料 和专 著非 常 少 , 以深 入 的对 此 进 行 研 所
式 翻板机 简 化模 型如 图 1 所示 。
小齿 轮与 固定 在滚 筒 上 的 大齿 圈 啮 合 , 滚 筒 相对 使 于 中铰 轴 支 架 转 动 ; 托 辊 和滚 筒 相 接 触 并 靠摩 4个
擦 力旋转 , 以支承 滚筒 ; 过施加适 当的驱 动 函数 用 通 使放 在滚 筒上 的铜 板 由竖直 状 态 变 为 水平 状 态 , 再 由水 平状 态变 为竖 直状态 , 环往复 , 而实现 连续 循 从 的翻板动 作 。为 了达 到 翻板 的效 果 , 对 机 械 式 翻 应
某些 运动 副上添 加驱 动和 载荷 以及在 构件 间施 加载
荷 。从 本质 上说 , 驱动 也是 一种 约束 , 约束 2个 构件
按照定 义好 的规律 运动 , 而运 动 副 约束 2个 构 件 的 运动 规律 是相对 静止 的 。系统根 据运 动 副建立 的约
基于ANSYS和ADAMS的液压操动机构偏心轴的柔性分析
油 阀关 闭, 偏 心轴转过最高点时开始受 到复位弹簧弹力 以及受密封 7 . 5 m m, 在a m a d s 中可直接根据 以上参数添加弹簧。 根 据所选 电机型 油箱影 响而产生液 体的吸力, 其压强值约 为 0 . I MP a , 此外 , 无论 吸油 号, 给齿轮轴添加一个驱 动扭 矩来驱动虚拟 样机运 动, 根据选型情 还是排油过程 , 偏心轴总是受到 电机通过齿 轮传递给偏心轴 的一个 况 , 电机 主 轴 转 速 1 3 . 为4 7 0 0 r / mi n , 所 施 加 的驱 动 扭 矩 的 函数 表 达 式 扭矩作用, 以上过程为偏心轴的受力循环过程 。理论计算方法能够 为: 粗略计算 出偏心轴上各轴段应 力水平 , 但是 由于简化 了计算条件, 使 ( 3 6 0 " 4 7 0 0 / 6 0 ) d t i m e , 即2 8 2 0 0 d t i me ( 2 ) 得计算结果 与真实值之 间有差距 , 更无法 显示 偏心轴整个运动过 程 5 仿 真 分 析 中受力变化情 况。由于偏心轴运动具有 高速 、 重载的特 点, 在转 动的 根据经验, 轴类 的断裂往 往集 中在截面突变的部位, 本 文选取偏 过程 中, 会产 生一定 的弹性变形 , 采用 刚体运动学 理论分析 时, 很难 心轴 的几个关键位 置进 行受力和变形分析。由于偏心轴 的易断裂部 真实反映偏心轴的受力 和形 变情况, 因此在分析时, 需要 考虑其柔性 位主要集 中在下 面几个位置, 故 重点 对这几个位置在整个运 动过程 变形情况 。应 用 A N S Y S有限元软 件结 合 A D A MS运动学和动力学 中的受力和变形进 行研究 。 分析软件对油泵电机打压过程进行分 析, 可以将偏心轴看作柔性体, 在A D A MS中, 通 过对柱塞, 电机转轴, 弹簧添加 相应 参数 , 运行仿 建立 油泵电机的刚柔耦合模 型【 2 】 模拟偏 心轴在高速 、 重 载时的受 力 真, 可 以得 到偏心轴 的变 形情 况如 图 3所示, 在 A、 B 、 c三处 界面选
基于ADAMS柔性体的分析及在太阳阵展开中的应用
【摘要】 先对 "#"$% 软件的柔性体建模的方法进行了介绍, 并在 $%D "#"$% < =’9Y :RRZ 环境 下建立了刚性太阳帆板的仿真模型, 然后通过其中的一种方法, 利用其新增功能把刚性帆板直接替 换为柔性帆板时对卫星太阳阵的展开进行了仿真分析, 并利用后处理模块对结果进行了比较, 着重 讨论了太阳阵本身的柔性对太阳帆板展开过程的影响。 关键词: "#"$%;柔性体;太阳阵展开;仿真 【!"#$%&’$】 !"#$%&’ "(%#)*+,-* $).- .-%/)*$ )0 1+"&*"(2 0&-3"1&- 1)*"-$ "( "#"$% $)0%45#-6 7 .+&%"8&#"2"* 9 1)*’ .)*-& )0 $)&5# 85(-&$ 45$ -$%51&"$/-* "( "#"$% < =’9Y :RRZ; 7(* %/-( %/- 0&-3"1&- 85(-& 45$ )1%5"(-* 1’ )(- .-%/)*6 :"%/ %/- (-4 0+(,%")(5&"%’ "( "#"$% < =>?@ :RRZ ; %/- #"2"* 85(-& ,5( 1$4588-* %) %/- 0&-3"1&- 85(-& *"#-,%&’6 !"(5&&’ %/- $".+&5%")( 45$ ,5##"-* )+% 5(* $".+&5%")( #-$+&%$ 4-#5(5&’<-* ,).85#5%"=-&’ 4"%/ %/- /-&8 )0 "#"$% < >)$%8#),-$$)#; %/- ,).8&"5(,- )0 $)&5# 85(-&$ 4/",/ 50? 0-,%-* %/- $%#-%,/"(2 8#),-$$ 45$ *"$,+$$-*6 ()* +,%-#. !/!01; 23)45"3) ",-5)#; 1,3&% &%%&* -)63,*7)8$; 15793&$5,8 中图分类号:HU!!:; : H[M\ 文献标识码:"
ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]
ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]第一篇:ADAMS中的柔性体分析研究论文0 引言ADAMS是美国MDI公司开发的机械系统动力学仿真分析软件,其求解器采用多刚体动力学理论中的拉格朗日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
对系统动力分析而言,结构本身的弹性变形与系统的宏观刚体运动同等重要。
ADAMS中的所有物体均以刚体定义,忽略结构柔度对系统的影响,一般的有限元分析软件对包含大位移运动的系统动力学分析又无能为力,因此在ADAMS中实现刚体和柔体相结合的系统动力学分析是一个较可行的解决方法。
1996年,ADAMS推出ADAMS/Flex莫块,实现了同时包含刚体和柔体的机构动力学分析。
ADAMS中的柔性体分为离散式和模态式两种。
离散式柔性体以梁单元方式串接,单元数目越多越能模拟实际变形。
这种柔性体可以模拟物体的非线性变形,但只适用于简单结构;模态式柔性体是由外部有限元软件生成的,是有网格的物体,能根据物体的实际结构进行复杂建模。
由于采用的是模态线性叠加来模拟物体变形,因此模态式柔性体仅适用于线性结构的受力行为。
1、ADAMS/FIs柔性体ADtALSFSx采用CJmehod柔性体基本理论和模态叠加合成理论,可以根据不同外力状态适时反应出正确的变形结果。
其基本思想是赋予柔性体一个模态集采用模态展开法,用模态向量和模态坐标的线性组合表示物体的弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动。
物体的弹性变形是相对于物体坐标系的弹性小变形,同时物体坐标系又经历大的非线性整体移动和转动。
ADASFlex中的柔性体采用有限元模态中性文件(ModalNdcra1Fid;MNF)描述。
MNF文件是一个独立于操作平台的二进制文件,包含如下信息:几何信息节点位置及其连接;节点质量和惯量;模态;模态质量和模态刚度。
有限元分析结果可以用程序控制生成模态中性文件,更为实用的是使用ADAM与ANSYSNASIRANPDEAS等商业有限元软件的数据交换接口利用这些软件进行分析后将结果转换成模态中性文件。
基于ADAMS航天器太阳帆板展开与锁定动力学仿真
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5 【 摘要】 帆板展开与锁定是航天器 太阳 入轨后的重要操作之一, 正确分析和预测柔性太阳帆板在 i展开与锁定过程对航天器本体姿态运动的影响是十分必要的。首先利用 A S S N Y 有限元软件建立太 3阳帆板的有限元模型作为 A A S D M 中的柔 性体,然后基于A A S D M 建立了柔性太阳帆板在两 种典型 2常见展开方式下的动力学仿真系 一种展开方式为两侧太阳帆板同时 统, 展开; 另一种展开方式为先 A 9展开一侧太阳帆板, 过一段时间 经 稳定后再展开另一侧, 分别仿真分析了 这两种展开方式下太阳帆 》板展开与锁定过程的动力学性能以及航天器本体的姿态变化; 设计了 一种太阳帆板锁定机构, 仿真 5结果表明这种锁定机构满足功能设计要求, 对工程设计有一定的参考意义。 5 关键词: 柔性太阳帆 A A S动力学仿真; 板;D M ; 展开与锁定; 姿态运动; 锁定机构
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机 械 设 计 与 制 造
一
第 1 期 1
20 0 6年 1 1月
14一 2
Ma hn r De in & Ma ua tr c iev s g n f cu e
文章编号 :0 1 3 9 (06 I — 14 0 1 0 — 97 2 0 ) 1 0 2 — 3
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is cr fi o rtS i csyo nle n c f t d 电. nhp cs t ; p ea l n i b. ot n ea aza a cf y gn o i es rta y t t s i d ∞ ai e c er e h t tu e t oso e e h t 拈i f ;.x lsapn pye n cn. 慨 un e nel e as wrA SSea- ; l b l leo t d o i f ieo raed lmna lkg e s t f i e na li o a NY t i hi temt ny s e g sf t sb 2 t f i md t .xlsapn e eb d D M ;so )eal i o ; e ne l e eb l lshl ie o n hi toe o hf ieor aea t fx lb yiA A S e n sb h gw f l c d t int s 2dnmc s u tnyesf eb l pnsnw p ad lmnmd i D M ,0 3 yai i li sm fx lsa ae oyil p yet e un A A S 聊 s m ao st o ieo r lit t c o s g l e o s it a l n o eeomnat m ;t h t n lse p ye fsa h pns ts py e eaei ho r p e o Dei lmn r n 2 e e b hi d l t ths t o d e m et ih a l n , d d o t td e se s e i
基于ADAMS对柔性太阳能帆板的振动分析
基于ADAMS对柔性太阳能帆板的振动分析
高明宝;李世芸
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2010(023)005
【摘要】通过建立的卫星模型,利用Adams/vibration模块对卫星柔性的太阳能帆板展开后进行振动分析,得出太阳能帆板的振动模态和特征值,以及频率响应曲线,通过分析得出系统的最大振型,为以后卫星结构和参数进行优化设计提供了依据.【总页数】3页(P76-77,68)
【作者】高明宝;李世芸
【作者单位】昆明理工大学机械工程学院,云南,昆明,650093;昆明理工大学机械工程学院,云南,昆明,650093
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.基于ADAMS的柔性基础振动系统隔振性能分析 [J], 谢向荣;俞翔;朱石坚
2.柔性太阳能帆板振动变论域白适应模糊控制 [J], 许睿;李东旭
3.基于ADAMS的柔性体并联机构的变形及振动仿真分析 [J], 刘红军;张庆飞
4.基于一致性理论的卫星太阳能帆板分布式振动控制 [J], 周威亚;邬树楠;王恩美
5.基于ADAMS的柔性传动轴系扭转振动分析 [J], 沈玉凤;李伟伟;邹广德
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基于ADAMS的柔性传动轴系扭转振动分析
=
( 1)
确定发动机谐次 r 的范围采用以下公式 60 ωi 60 ωi ・ ≤r ≤ π・ π 2 nmax 2 nmin
( 2)
式中 , nmax 、 nmin分别为发动机最高 、 最低工作转速 。 通过式 ( 1) 、 式 ( 2) 可以看出 , 在动力传动轴系转动 过程中 , 当发动机升速或者降速时 , 轴系将会遇到多个 临界转速 , 即会发生多次共振 。但在升速或者降速过 程中短时间通过临界转速不会建立起共振工况 。因此 需要关注的是在发动机工作转速范围内出现的临界转 速 , 尤其是发动机激振力矩幅值较大的谐次对应的临
2. 2 仿真测试
由于机车传动轴的扭转振动在运转过程中属于强 迫振动 , 而且发动机内部激振很复杂 , 所以在仿真过程 中计算机不可能模拟发动机的激振过程 。本文在仿真 过程中采用的测试方法为给系统一单位力 δ, 然后测 试系统的自由扭转振动情况[ 7 ] 。通过仿真软件对系统
为了准确反映传动轴系各个部件的相互关系 , 根 据零件的二维图纸和技术参数 , 将它们的实际运动关 系简化成 ADAMS 中的理想约束 , 组装成一个完整的轴 系 。传动系统模型总成如图 4 所示 。
第 31 卷 第 6 期 基于 ADAMS 的柔性传动轴系扭转振动分析 79
①假设传动系统中各构件之间的装配误差为零 , 即忽略各构件之间的装配误差 。 ②假设传动系统各构件之间的摩擦力为零 , 即忽 略各构件之间的摩擦力 。 ③假设所有构件均为匀质构件 , 构件的轴心偏心 距为零 , 即忽略构件由于偏心引起的横向振动 。 ④假设液力变矩器端的阻尼为零 , 弹簧的阻尼为 零。 ⑤假设振源只有发动机 , 即忽略整车其余部分传 来的振动 。 1. 2. 3 建立构件柔性体模型 要在多体动力学分析中建立模型的柔性体 , 则必 须先对各个构件进行有限元分析 , 得到其各阶振型和 固有频率 ,然后利用模态中性文件 (MNF) ,导入多体系 统中 , 实现构件的柔性化 。本文采用 ADAMS/ Flex 模 块的构件网格模式 ( Geometry) ,首先定义好柔性体的附 着点 ,即柔性件与其它构件的连接点 。定义好附着点 后 ,需要在附着点的附近的网格结点上选取适当数量 结点作为力的作用点 , 作用点的数量和位置根据模型 精度 的 需 要 来 选 取 。最 后 , 将 选 取 的 结 点 转 换 成 ADAMS 的标识 ID , 就可以生成模态中性文件 。图 1 、 图 2、 图 3 所示为飞轮 、 前联轴节 、 齿轮轴有限元模型 , 表 1 为其构件的前 6 阶模态对应的固有频率 。
ADAMS柔性体运动仿真分析研究及运用
式中, 1 为 -./01 % 为物体坐标系的角速度向量; 角的时间导数与角速度向量之间的转换矩阵; “ 2” 为 向量对应的对称矩阵。 结点 ( 的角速度也可以用物体的刚体角速度与变 形角速度之和来表示: /% !!!!!!!!!!!!( 3 ) % * % % ) # 2% 式中, #2为对应于结点 ( 的转动自由度的模态矩 阵子块。
四结语本文所述的阀体模具原先的设计加工方法均较简单设计时仅用手工绘出简图粗加工多用普通机床精加工时采用线切割机床或仿形铣床最后则通过配万方数据作或人工修磨复杂曲面
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!"!#$ 柔性体运动仿真分析研究及运用
!刘% 俊 !林砺宗% 刘小平% !王% 刚
摘要% 介绍 !"!#$ 柔性体基本理论及在 !"!#$ 中调入柔性体的几种方法, 着重分析如何在 !"!#$ 中引入 !&$’$ 模 态中性文件, 构建机械系统仿真模型。通过一个实例验证了 !"!#$ 柔性体运动仿真分析的实效。 关键词: %&%’(% 柔性体% 运动仿真% %)(*(% 模态中性文件 中图分类号: ()*+,-+% 文献标识码: !% 文章编号: ,./, —*,** ( 0112 ) 13 —113* —1*
基于ADAMS平台的柔性体仿真理论的若干研究的开题报告
基于ADAMS平台的柔性体仿真理论的若干研究的开题报告1.研究背景随着现代工业技术不断发展,为了满足生产需要,工程师和设计师常常需要利用计算机模拟实验方法完成产品的设计和优化。
在模拟实验过程中,柔性体仿真是一个很重要的研究方向,因为它影响了许多工程领域,如机械、电子、汽车、宇航等。
柔性体仿真是指对非刚性物体进行建模和仿真,其形状和运动能够变化,可以弯曲、绕曲、拉伸、挤压等,而且不同于刚性仿真的是柔性体仿真关注的是物体物理结构的变化以及形变、应变等物理特征。
2.研究意义基于ADAMS平台的柔性体仿真理论的研究具有很大的应用价值。
ADAMS是一款广泛应用于工程与科技领域的动力学仿真工具,其具有强大的动力学计算和图形显示功能,被广泛应用于机械、汽车、航空航天、建筑等领域,并且已经成为国际上公认的仿真工具之一。
本研究旨在针对ADAMS系统的柔性体仿真仿真模型进行系统的研究,探究ADAMS平台中的柔性体仿真模型的建模方法和计算模型,以实现更为准确的仿真模拟;3.研究内容(1)柔性体理论相关知识的介绍,包括柔性体在工程应用中的概念、特点以及柔性体结构的特性等;(2)ADAMS平台研究,包括ADAMS的基本操作和动力学仿真分析方法;(3)基于ADAMS平台的柔性体仿真模型的建立方法和实现技术的研究;(4)柔性体仿真计算分析,包括柔性体的运动学、动力学分析以及仿真结果预测和分析等。
4.研究方法本研究主要采用理论分析和计算仿真的方法,综合运用ADAMS平台的柔性体仿真技术研究ADAMS平台中柔性体仿真SPH流体力学的建模方法和计算模型。
同时,利用MATLAB等计算机编程语言,对柔性体仿真模型的运动学、动力学等相关数据进行实验数据分析。
5.研究预期结果通过本研究,将构建出基于ADAMS平台的柔性体仿真模型,该模型的优点是模拟数据具有较高的精确度和准确性。
同时,本研究还将通过对模型的连续仿真计算,实现柔性体运动学、动力学等方面数据的获取,深入研究柔性体运动特性,从而为相关工程应用提供依据和选择依据。
adams柔性体学习总结PPT学习教案
第10页/共13页
启动顺序:build→Flexible Bodies有ADAMS/Flex、Discrete Flexible Link、Rigid To Flex、Flex To Flex。
Flex的使用
(1)ADAMS/Flex
从文件夹中直接调入模态中性文件( mnf)。 在这个 对话框 中可以 定义生 成柔性 体的名 称(Flexi ble Body Name),调入文件的名称(Modal Neutral File Name),也可以输入阻尼比( Damping Ratio),选择放置起始点(Location),还 有其他 。
第6页/共13页
① Shell Quad
需要定义Element Size(单元尺寸)、Minimum Size(最小尺寸)、Shell Thickness(厚度)、Material(材料 )、Number of Modes(模数)。 Minimum Angle(Deg)、Span Angle(Deg)、Growth Rate、Element Order等保持默认值就行。 也可以选择复选框Stress Analysis,这样在后处理中可以 观察到 应力云 图。
adams柔性体学习总结
会计学
1
Autoflex的使用
一、启动autoflex选项:
打开tool→plugin Manager选择如下图的几项:
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二、建立的方法
build→Flexible_Bodies→ADA MS/Auto fle x… 共有三种方法:Extrusion(拉伸 )、Geometr y(几何 体)、i mport mesh(导入网格)。
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② Solid Hexa
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多系统动力学分析是不够 的, 例如像航 天器太 阳阵的展开分析 、
. 机械手臂的操控分析 、 车辆底 盘刚性对操纵性 的影响 , 飞机机翼 2 3引入模 态 中性 文 件法 这种方 法主要是借助于 A A S F E D M / L X模块 进行 柔性体的 受空气 作用 的动力学分析等等 。对于包含有大位移运动的系统
2aldmrew p AS ors,ema srnwh ; i nzcptyiheoD /scotcpnoo lh aeoai h h A M Pterholc p si d y al te / 如 v t f p s ie l a c o fae scgossss h c c缸 ip wd nr a/ 3
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机 械 设 计 与 制 造
一
1 6一 4
Ma h n r De i n & c i ey sg
Ma u a t r n fcue
第 9期 20 0 6年 9月
文章编号 :0 1— 9 7 2 0 )9— 16— 2 10 3 9 (0 建立了刚性太阳帆板的仿真模型, 然后通过其中的一种方法, 利用其新增功能把刚性帆板直接替 5 i 换为柔性帆板时对卫星太阳阵的 展开 进行了 仿真分析, 并利用后处理模块对结果进行了比 着重 ; 较, ; 讨论了 太阳阵 本身的柔性对太阳帆板展开过程的影响。 {
i 一 …一 ~ 一 一 一 … …… … …一 一 … 一 一 一 一 一 一 一 一… _ 一 一 一 …一 【 一一 一 一 一 一 一 一 一 …… 一 一 一 一 一’
摘要】 先对 A A S D M 软件的柔性体建模的方法进行 了介绍, 并在 M CA A S Ve 0 5 S D M / i 20 环境 w
3 关键词:D M ; A A S 柔性体; 太阳阵展开; 仿真 i ; 【bt c F s tdc r e o ii fx lb i D M f a. uie { As at ilir u doe t dob lnl ieoeiA A Ss wr A l l r 】 ryno estm h s ud g eb dsn t i f o e mt t p 3 ri一 D md sapns aeal eiA A S V w 05 Adh e eb n a { id 6 g oeo o ra lwssbs dn D M / i 0. n tnhfxl a l s l l e t i f h e2 et l ie e w p 3 oa d yO t d Wtt , fniati A A SVE 05 h ripn b bi m h . i u tnl D M / IW 20,t g e c e tn b n e o e e hh e co i n y eid a l口 5 2 s pe tt eb n ic . i l h s u tn acr dO n mli stwr ; w p e x lpe del F a ei li sa i Ua s u tnrus e a d ohf ie a l rt n @t m ao w r t d i ao el e l y e
;
中图分类 号 : H12 2 P9 文献标 识码 : T 1. T 3 A
1引言
单 的构件可 以直接生成柔性体的方法 , 即拉伸模式 ( x ui ) Et sn, r o
nm c) 所以忽略结构柔度 (o l ne 运 动的影响 , ai 。 a cmp ac ) i 这对于许
基 于A A D MS柔性体 的分 析及 在太 阳阵展 开 中的应 用
王远锋 水小平 ( 北京理工大学力学 系, 北京 10 8 ) 00 1
An lss o ay i f ADAMS f xbe b d n p l a in o oa r y d po me t l il o y a d a pi t fs lra r e ly n e c o a
W ANG Yu n—f n , HU a a e g S IXi o—p n ig
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2
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K y od: D MSFe b oi ;o r r y el m n; m li e rs A ;l i e d sSl r p y et i u t n w A x lb e a a a d o S ao
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
对 于外形复杂 的构件 .可以采用先建刚性体 ,再进行 网格划分 机 械动 力 学 仿 真 软 件 A A S里 所 有 的 物 体 均 以刚 体 DM 的模式 , 即构件几何模式(eme y 。对于存在外部 网格划分文 go t ) r ( i dB d ) Rg oy 来定义 . i 理论基础是多刚体动力学 ( ui oyD . M t—B d y 件 的模型 ,还可以通过 直接 导入 网格文件建立柔 性体 ,即构件